- 42 高校采購信息
- 934 科技成果項目
- 1 創新創業項目
- 0 高校項目需求
氧化物納米纖維海綿體
本成果通過將包含高分子聚合物、金屬鋁鹽和有機硅源的前驅體溶液在復合場作用下進行紡絲，能夠在紡絲過程中形成尺寸均勻的氧化物納米纖維，并且氧化物納米纖維在靜電場和氣流場的共同作用下通過物理連接和化學鍵合，能夠均勻構建成穩定的三維空間結構，最后經加熱和煅燒處理后，燒結過程中有機質被去除，并將納米纖維海綿前體中的納米纖維轉化為相應的氧化物納米纖維陶瓷，可得到性能優異的氧化物納米纖維海綿體。同時本成果制備方法簡單，無需復雜的后處理工藝，僅僅通過對紡絲前驅體溶液中各原料組分的選擇和配比以及紡絲過程中靜電場和氣流場以及供液速度、接受距離等各個條件的綜合控制，即可制備得到穩定的三維空間結構納米纖維海綿前體，并具有優異的隔熱性能、回彈性能及較好的高溫熱穩定性，耐溫溫度高達1600℃。
本成果采用階段式高溫煅燒處理，并通過對每個階段的高溫煅燒溫度和升溫速率等進行控制，如此不僅有利于納米纖維海綿前體中的有機質分解的更加完全，而且有利于形成纖維表面光滑且纖維尺寸可控以及性能優異的氧化物納米纖維海綿體。
圖1.纖維海綿的宏觀及橫截面形貌
圖2.陶瓷纖維海綿的微觀結構
新材料領域、防熱材料及過濾材料領域
傳統的氧化物陶瓷由于固有的剛性和脆性嚴重限制了它們在動態、沖擊等條件下的應用；而氧化物納米纖維憑借良好的柔性、較低熱導率和穩定的化學性能等優勢在極端環境有著廣泛的應用前景，尤其是納米纖維組成的三維結構，實現氧化納米纖維組件在高溫下的柔韌性，并將其應用于柔性器件和隔熱防護是一個具有挑戰性的難題。
現有技術中，針對氧化物納米纖維三維組件的構建，國內外主要是通過首先制造柔性無定形的一維纖維再進行后處理，例如采用纖維堆疊添加交聯劑后冷凍干燥方法來制備具有隔熱性和彈性的氧化物納米纖維組件。這種方法的制備過程較為復雜，并且受制備方法的限制氧化物納米纖維的力熱性能和回彈性能較差。
本成果的制備方法能夠用于納米纖維三維組件的大規模、大尺度制備成型，具有制備成本低、工藝簡單、流程短的優點，有良好的工業化應用前景。
圖3.纖維海綿（a）在1000℃時的隔熱效果；
（b）高溫熱導率和（c）50%應變的壓縮回復性能
掃碼關注，查看更多科技成果